Panaudodami reto tipo milžiniškas „Cepheid“ kintamas žvaigždes kaip kosminius orientyrus, astronomai rado būdą, kaip išmatuoti atstumus iki objektų tris kartus toliau kosmose, nei buvo įmanoma anksčiau. Bet astronomai rado būdą, kaip naudoti „ultra long period“ (ULP) „Cepheid“ kintamuosius kaip švyturius, kad būtų galima išmatuoti atstumus iki 300 milijonų šviesmečių ir vėliau.
Klasikiniai cefeidai yra ryškūs, tačiau per 100 milijonų šviesos metų nuo Žemės jų signalas pasimeta tarp kitų ryškių žvaigždžių, sakė Ohajo valstijos astronomijos doktorantas Jonathanas Birdas, pirmadienį aptaręs savo išvadas Amerikos astronomijos draugijos konferencijoje.
Tačiau ULP yra reta ir ypač ryški „Cepheid“ klasė, kuri pulsuoja labai lėtai.
Astronomai taip pat ilgai galvojo, kad ULP cefeidai neišsivysto taip pat, kaip kiti cefeidai. Tačiau šiame tyrime astronomai rado pirmuosius įrodymus, kad ULP cefeidas vystosi taip pat, kaip klasikinis cefeidas.
Yra keli atstumo iki žvaigždžių skaičiavimo metodai, ir astronomai dažnai turi derinti metodus, kad netiesiogiai išmatuotų atstumą. Įprasta analogija yra kopėčios, kiekvienu nauju metodu aukštesnė pakyla virš kitos. Kiekviename naujame kosminio atstumo laiptelio paklaidos padidėja, sumažinant viso matavimo tikslumą. Taigi bet kuris atskiras metodas, galintis praleisti kopėčių laiptelius, yra visatos įvertinimo priemonė.
Ohajo valstijos astronomijos profesorius Krzysztofas Stanekas tiesioginio matavimo metodą pritaikė 2006 m., Kai pirmą kartą išmatuoti atstumą iki tos galaktikos naudojo šviesą, susidarančią iš dvejetainių žvaigždžių sistemos galaktikoje M33. M33 yra 3 milijonai šviesmečių nuo Žemės.
Ši nauja technika, naudojant ULP cefeidus, yra kitokia. Tai yra netiesioginis metodas, tačiau šis pradinis tyrimas rodo, kad šis metodas veiks galaktikoms, esančioms atokiau nei M33.
„Mes nustatėme, kad ypač ilgi cefeidai yra potencialiai galingas atstumo rodiklis. Manome, kad jie galėtų pateikti pirmuosius tiesioginius žvaigždžių atstumo matavimus iki galaktikų, kurių diapazonas yra 50–100 megaparsekų (150 mln. - 326 mln. Šviesmečių) ir toli už jų ribų “, - teigė Stanekas.
Kadangi tyrėjai paprastai neatsižvelgia į labai ilgus periodo cefeidus, astronominiame įraše jų yra nedaug. Šiam tyrimui Stanekas, Paukščių ir Ohajo valstijos doktorantas Jose Prieto iš literatūros atskleidė 18 ULP cefeidų.
Kiekvienas jų buvo įsikūręs netoliese esančioje galaktikoje, tokioje kaip Mažasis Magelano debesis. Atstumai iki šių netoliese esančių galaktikų yra gerai žinomi, todėl astronomai panaudojo šias žinias norėdami kalibruoti atstumą iki ULP cefeidų.
Jie nustatė, kad jie galėjo naudoti ULP cefeidus atstumui nustatyti su 10-20 procentų paklaida - norma, būdinga kitiems metodams, sudarantiems kosminio atstumo kopėčias.
„Mes tikimės sumažinti šią klaidą, nes vis daugiau žmonių atkreipia dėmesį į ULP cefeidus savo žvaigždžių tyrimuose“, - sakė B. Bird. „Tai, ką iki šiol parodėme, yra tai, kad šis metodas veikia iš principo, o rezultatai teikia vilčių“.
Paukštis paaiškino, kodėl astronomai praeityje ignoravo ULP cefeidus.
Trumpalaikiai cefeidai, ryškėjantys ir blyškūs kas kelias dienas, daro gerą atstumo žymeklį erdvėje, nes jų periodas yra tiesiogiai susijęs su jų ryškumu - ir astronomai gali naudoti tą ryškumo informaciją atstumui apskaičiuoti. „Polaris“, „Šiaurės žvaigždė“, yra gerai žinoma ir klasikinė kefidė.
Tačiau astronomai visada manė, kad ULP cefeidai, kurie šviesėja ir blunka per kelis mėnesius ar ilgiau, nepaiso šio santykio. Jie yra didesni ir ryškesni nei įprasti cefeidai. Tiesą sakant, jie yra didesni ir ryškesni nei dauguma žvaigždžių; pavyzdžiui, šiame tyrime 18 ULP cefeidų dydis buvo 12-20 kartų didesnis už mūsų saulės masę.
Ryškumas padaro juos gerais atstumo žymekliais, sakė Stanekas. Tipines kefyidus sunkiau pastebėti tolimose galaktikose, nes jų šviesa susilieja su kitomis žvaigždėmis. ULP kefydai yra pakankamai ryškūs, kad išsiskirtų.
Astronomai taip pat seniai įtarė, kad ULP cefeidai neišsivysto taip pat, kaip kiti cefeidai. Tačiau šiame tyrime Ohajo valstijos komanda rado pirmųjų įrodymų, kad ULP cefeidas vystosi kaip klasikinis cefeidas.
Klasikinis kefidas per savo gyvenimą daug kartų augs šilčiau ir vėsiau. Tarp jų išoriniai žvaigždės sluoksniai tampa nestabilūs, o tai sukelia ryškumo pokyčius. Manoma, kad ULP cefeidai šį nestabilumo periodą išgyvena tik vieną kartą ir eina tik viena kryptimi - nuo karštesnio iki vėsesnio.
Bet kai astronomai surinko duomenis iš skirtingų šio tyrimo literatūros dalių, jie atrado, kad vienas iš ULP kefidų - žvaigždė Mažame Magelano debesyje, pramintas HV829, - aiškiai juda priešinga kryptimi.
Prieš keturiasdešimt metų HV829 pulsavo kas 87.6 dienas. Dabar jis pulsuoja kas 84,4 dienos. Kiti du literatūroje rasti matavimai patvirtina, kad laikotarpis per pastaruosius dešimtmečius stabiliai mažėjo, o tai rodo, kad pati žvaigždė traukiasi, ir tampa vis karštesnė.
Astronomai padarė išvadą, kad ULP cefeidai gali padėti astronomams ne tik išmatuoti visatą, bet ir sužinoti daugiau apie tai, kaip evoliucionuoja labai masyvios žvaigždės.
Apie kai kuriuos iš šių rezultatų buvo pranešta Astrofizikos žurnale 2009 m. Balandžio mėn. Po to, kai buvo parašytas straipsnis, Ohajo valstijos astronomai pradėjo naudoti Didelį žiūroninį teleskopą Tuksone, Arizonoje, norėdami ieškoti daugiau ULP kefidų. Stanekas sako, kad jie rado keletą gerų kandidatų galaktikoje M81, tačiau šie rezultatai dar turi būti patvirtinti.
Šaltiniai: AAS, Ohajo valstijos universitetas
